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多晶硅提纯技术和工艺类型

2012-03-31 10:56来源:北极星太阳能光伏网关键词:光伏光伏产业多晶硅收藏点赞

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新技术风向

为了应对光伏产业对于多晶硅原材料的强大需求,同时摆脱太阳能级硅材料对电子级硅材料的依附,不仅我国科研院所与相关企业在积极开发新的技术工艺,国际上其它多晶硅主流生产厂商也纷纷开发、利用更为简单的工艺单独生产太阳能级硅。

据了解,目前国内外各大科研院所以及相关企业比较关注的太阳能级多晶硅生产新技术,主要是VLD法、粒状多晶硅的流化床技术、四氯化硅-锌还原法以及冶金法。北京中日新自动化系统有限公司董事长张世平对这几项技术进行了对比分析。他说.利用改良西门子法制造多晶硅,想要达到电子级水平相对难度很大,若是用其制造太阳能级多晶硅,就显得成本太高,缺乏经济性,不太适宜,这需要国内准备上线的多晶硅企业清楚判断;VLD法和粒状多晶硅的流化床技术成本相对来说较高,但若发展该技术就需要一定的产业基础,目前国内实际的工业基础不太适合;四氯化硅-锌还原法,成本低,有希望成为实现太阳能级硅的大规模生产技术,会使太阳能级硅成为电子级硅生产的副产品。尽管我国目前的产业基础比较薄弱,但是可以探索该项技术的发展;冶金法,技术有难度,设备要求高,但是它的成本低,是最有希望实现大规模太阳能级硅生产的技术,工艺相对简单,技术发展空间比较大。据了解,作为冶金法技术的区熔提纯法已经博得不少企业的青睐。区熔提纯法的最大优点在于,与传统方法相比,对能源(电力)的消耗将减少60%以上,最大的缺点在于难以达到高纯度的电子级硅的要求。有人曾经表示,区熔提纯法是最有可能取代传统工艺的太阳能级硅材料生产方法。全球最大的太阳能级硅材料生产商REC及MEMC将在2006年新工厂中开始使用区熔提纯法。上海广济硅材料有限公司采用的是国内自主研发的“三步法冶炼高纯金属硅提纯太阳能电池用多晶硅”,据该公司董事彭达先生介绍,其公司产品纯度达到99.999%~99.9999%,其生产的太阳能级多晶硅节能显著,每吨耗电量1.8万到3万千瓦时之间,而改良西门子法每吨需要20万到50万千瓦时的电,同时该项技术避免了改良西门子法工艺环节流程多,流程周期长等缺陷,产品成本能控制在15美元/公斤以下,而改良西门子法制造成本大于25美元/公斤。

以上分析可以看出,对于新技术发展的分析,其制造成本是非常关键的一个指标。中国科学院电工研究所研究员、我国著名光伏专家王文静博士也表示,未来太阳能级多晶硅制造技术终极发展的特征之一就是低能耗、低成本,只有这样,这项技术才能在未来站得住脚。因为在制造太阳电池过程中本身就要消耗一次能源,如果一次能源涨价,能耗太高,成本就太高。如果太阳电池的成本持续高昂,其大规模应用将难以持久。目前世界上太阳电池的发展存在着以晶体硅太阳能电池为代表的主流太阳能电池技术和以非晶硅薄膜太阳能电池为代表的非主流太阳能电池技术之间的竞争,未来谁胜谁负,现在还难于下定论。但是未来太阳能电池的主流技术必定具有两个特征:其一是低能耗,其二是材料丰度大。如果晶体硅太阳能电池所用的多晶硅材料完全是用改良西门子法制造,考虑到其工艺特性、其能耗是不可能与非晶硅薄膜太阳能电池相竞争的,因此除非出现非常低能耗的其他方法,否则晶体硅太阳能电池的市场份额将会不断被其他薄膜太阳能电池技术所侵占。王文静预测,如果新的太阳能级多晶硅生产技术低能耗、低成本,其投资就不会像是改良西门子法那样大,投资门槛会降低,未来可能的趋势是会出现较多的中度规模的太阳能级多晶硅生产企业。而在这一阶段,就需要生产企业在追求低成本的时候,尽量提高产品的纯度,提高光电转换效率,以应对市场激烈的竞争。伴随太阳能电池供应大幅跟进,国外市场对太阳能电池的紧俏需求会减弱,这就要求产业链的各个环节寻找新的技术来进一步降低成本。按照经济学的规律,只有价格降低了市场的容量才会进一步扩大。因此,产业规模的扩大、成本的降低、市场规模的扩大是相辅相成。靠涨价维持企业的高利润,最终会扼杀光伏市场,导致产业的衰退、企业破产。因此,所有光伏产业链上的企业都应该做好思想准备,光伏产品降价这只狼已经来了。王文静表示,他在刚刚结束的德国第21届欧洲光伏-太阳能会议暨展会上已经得到信息,欧洲的市场已经感到光伏产品价格过高,要求降价。

目前国内多晶硅上线项目基本都是摸着石头在过河,究竟遍地开花的多晶硅项目能够结出多少果实,还要看这些多晶硅企业今后的实际操作。尽管技术的路线看起来还有一些遥不可及,但是在广阔市场的催生下,相信这些企业定会克服重重困难,拨开乌云见到炫目的阳光!

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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